JP5906776B2 - Turbo molecular pump - Google Patents

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Description

本発明は、ロータに接着接合された繊維強化プラスチックの円筒部を有するターボ分子ポンプに関する。   The present invention relates to a turbomolecular pump having a cylindrical portion of fiber reinforced plastic adhesively bonded to a rotor.

従来、ターボ分子ポンプには、回転翼および固定翼のみを備えた全翼タイプのターボ分子ポンプと、回転翼および固定翼から成るターボポンプ段と回転側円筒部または固定側円筒部にネジ溝が形成されたドラッグポンプ段とから成る複合型ターボ分子ポンプとがある。   Conventionally, a turbomolecular pump has an all-blade type turbomolecular pump having only rotor blades and fixed blades, a turbo pump stage composed of rotor blades and fixed blades, and a screw groove in the rotation side cylinder portion or the fixed side cylinder portion. There is a hybrid turbomolecular pump consisting of a formed drug pump stage.

複合型ターボ分子ポンプでは、一般的に、ドラッグポンプ段の回転側円筒部は回転翼と一体に形成され、その材料にはアルミ合金等の金属材料が用いられている。一方で、ロータ軽量化のために、ドラッグポンプ段の回転側円筒部を比重が軽い炭素繊維強化複合材(CFRP)等で形成する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In the composite turbo molecular pump, generally, the rotation-side cylindrical portion of the drag pump stage is formed integrally with the rotor blade, and a metal material such as an aluminum alloy is used as the material thereof. On the other hand, in order to reduce the rotor weight, a configuration is known in which the rotation-side cylindrical portion of the drag pump stage is formed of a carbon fiber reinforced composite material (CFRP) or the like having a low specific gravity (for example, see Patent Document 1).

CFRP円筒部とアルミロータとの接続には、通常、CFRP円筒部が穴でロータ側が軸であるはめ合い構造とされ、接合には接着が用いられる。CFRPはアルミと比べて比重が小さく、ヤング率が大きく、熱膨張率が小さいため、回転中は遠心力や熱膨張による膨張が小さい。そのため、回転中はロータからの面圧が増加する傾向にあり、回転中に過大な面圧が発生するのを防止するために、締め代は小さく設定されている。   In general, the CFRP cylindrical portion is connected to the aluminum rotor by a fitting structure in which the CFRP cylindrical portion is a hole and the rotor side is an axis, and bonding is used for bonding. CFRP has a lower specific gravity, a higher Young's modulus, and a lower coefficient of thermal expansion than aluminum. Therefore, expansion due to centrifugal force and thermal expansion is small during rotation. For this reason, the surface pressure from the rotor tends to increase during rotation, and the tightening margin is set small in order to prevent excessive surface pressure from being generated during rotation.

特開平7−4383号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-4383

ところで、上述のようにCFRP円筒部とロータとの熱膨張率が異なるため、寒冷地や空輸時のように想定以上の低温にさらされた場合、CFRP円筒部とロータとの結合が緩んでしまう可能性がある。そのように緩んだ状態で、衝撃や振動が加わると、ロータに対してCFRP円筒部がずれて回転体のバランスが悪化してしまうというおそれがあった。   By the way, since the coefficient of thermal expansion of the CFRP cylindrical portion and the rotor is different as described above, the coupling between the CFRP cylindrical portion and the rotor is loosened when exposed to a temperature lower than expected, such as in cold districts or air transportation. there is a possibility. If an impact or vibration is applied in such a loose state, the CFRP cylindrical portion may be displaced with respect to the rotor, and the balance of the rotating body may be deteriorated.

請求項1の発明に係るターボ分子ポンプは、複数段の回転翼が形成されるとともに、軸方向一端にリング部が形成された金属製のロータと、回転翼に対して軸方向に交互に配置された複数段の固定翼と、繊維強化プラスチックで形成され、リング部に外挿されるように接着された円筒部と、円筒部の外周側に隙間を介して配置された回転円筒部と、を備え、リング部の接着部には、接着剤が充填され、回転円筒部のずれを阻止するための溝が少なくとも一つ形成されていることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、リング部に、軸方向に対して角度の異なる2種類の溝を形成したものである。
請求項3の発明は、請求項2に記載のターボ分子ポンプにおいて、2種類の溝の一方を、リング部を一周するリング溝としたものである。
請求項4の発明は、請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、溝は軸方向に対して傾いた斜め溝であり、リング部は、斜め溝が形成された溝形成領域と、溝形成領域の軸方向両端に接してそれぞれ設けられ、回転円筒部に対するインロー部として機能するインロー部領域と、を有することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、溝は軸方向に対して傾いているとともに、該溝の延在方向の一端から他端にかけて溝深さが減少するように形成された斜め溝であり、リング部は、斜め溝が形成された溝形成領域と、斜め溝の一端側であって溝形成領域の軸方向に接して設けられ、回転円筒部に対するインロー部として機能するインロー部領域と、を有することを特徴とする。
The turbo molecular pump according to the first aspect of the present invention includes a metal rotor having a plurality of stages of rotor blades and a ring portion formed at one end in the axial direction, and alternately arranged in the axial direction with respect to the rotor blades. A plurality of fixed wings, a cylindrical portion formed of fiber-reinforced plastic and bonded to be inserted into the ring portion, and a rotating cylindrical portion disposed on the outer peripheral side of the cylindrical portion via a gap. The adhesive portion of the ring portion is filled with an adhesive and has at least one groove for preventing the rotation of the rotating cylindrical portion.
According to a second aspect of the present invention, in the turbo molecular pump according to the first aspect, two types of grooves having different angles with respect to the axial direction are formed in the ring portion.
According to a third aspect of the present invention, in the turbo molecular pump according to the second aspect, one of the two types of grooves is a ring groove that goes around the ring portion.
According to a fourth aspect of the present invention, in the turbo molecular pump according to the first aspect, the groove is an inclined groove inclined with respect to the axial direction, and the ring portion includes a groove forming area in which the inclined groove is formed, and a groove forming area. And an inlay portion region that is provided in contact with both ends in the axial direction and functions as an inlay portion with respect to the rotating cylindrical portion.
According to a fifth aspect of the present invention, in the turbomolecular pump according to the first aspect, the groove is inclined with respect to the axial direction, and the groove depth decreases from one end to the other end in the extending direction of the groove. The ring part is formed, and the ring part is provided in contact with the groove forming area where the oblique groove is formed and the axial direction of the groove forming area on one end side of the oblique groove, and as an inlay part with respect to the rotating cylindrical part And a functioning inlay portion region.

本発明によれば、低温時等にFRP製の回転円筒部が緩むようなことがあっても、回転円筒部はロータのリング部に対してずれることがない。   According to the present invention, even if the FRP rotating cylindrical portion may be loosened at a low temperature or the like, the rotating cylindrical portion is not displaced from the rotor ring portion.

ターボ分子ポンプの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a turbo-molecular pump. 回転円筒部32とロータ30との接合構造の第1の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a first example of a joint structure between a rotating cylindrical portion 32 and a rotor 30. 斜め溝300,301同士を交差させた場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the diagonal grooves 300 and 301 are made to cross | intersect. 斜め溝とリング溝との組み合わせた場合を示す図である。It is a figure which shows the case where a diagonal groove | channel and a ring groove | channel are combined. 接合構造の第2の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of joining structure. 接合構造の第3の例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of joining structure. 接合構造の第4の例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of joining structure.

以下、図を参照して本発明を実施するための実施の形態について説明する。図1は磁気浮上式ターボ分子ポンプの概略構成を示す図である。なお、本実施の形態では、磁気浮上式のターボ分子ポンプを例に説明するが、磁気浮上式でないターボ分子ポンプのロータにも同様に適用することができる。   Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic levitation turbomolecular pump. In this embodiment, a magnetic levitation type turbo molecular pump will be described as an example. However, the present invention can be similarly applied to a rotor of a turbo molecular pump that is not a magnetic levitation type.

ターボ分子ポンプ1には不図示の電源装置が接続され、その電源装置により駆動制御される。ロータ30が取り付けられたシャフト31は、ベース20に設けられた電磁石37,38,39によって非接触支持される。アキシャル磁気軸受を構成する電磁石39は、シャフト31の下端に設けられたロータディスク35を軸方向に挟むように配置されている。シャフト31の浮上位置は、ラジアル変位センサ27,28およびアキシャル変位センサ29によって検出される。   A turbo molecular pump 1 is connected to a power supply device (not shown) and is driven and controlled by the power supply device. The shaft 31 to which the rotor 30 is attached is supported in a non-contact manner by electromagnets 37, 38 and 39 provided on the base 20. The electromagnet 39 constituting the axial magnetic bearing is arranged so as to sandwich the rotor disk 35 provided at the lower end of the shaft 31 in the axial direction. The flying position of the shaft 31 is detected by radial displacement sensors 27 and 28 and an axial displacement sensor 29.

磁気軸受によって回転自在に磁気浮上された回転体(ロータ30およびシャフト31)は、モータ36により高速回転駆動される。モータ36には例えば、ブラシレスDCモータが用いられる。モータステータ36aはベース20に設けられ、モータロータ(永久磁石)36bはシャフト31側に設けられている。   The rotating body (rotor 30 and shaft 31) magnetically levitated so as to be freely rotatable by the magnetic bearing is driven to rotate at high speed by the motor. For example, a brushless DC motor is used as the motor 36. The motor stator 36a is provided on the base 20, and the motor rotor (permanent magnet) 36b is provided on the shaft 31 side.

ロータ30の回転は、回転センサ33によって検出される。モータ36によって回転駆動されるシャフト31の下端には、センサターゲット34が設けられている。センサターゲット34はシャフト31と一体に回転する。上述したアキシャル変位センサ29および回転センサ33は、センサターゲット34の下面と対向する位置に配置されている。26a,26bは非常用のメカニカルベアリングであり、磁気軸受が作動していない時にはこれらのメカニカルベアリング26a,26bによってシャフト31は支持される。   The rotation of the rotor 30 is detected by the rotation sensor 33. A sensor target 34 is provided at the lower end of the shaft 31 that is rotationally driven by the motor 36. The sensor target 34 rotates integrally with the shaft 31. The axial displacement sensor 29 and the rotation sensor 33 described above are disposed at positions facing the lower surface of the sensor target 34. 26a and 26b are emergency mechanical bearings, and the shaft 31 is supported by these mechanical bearings 26a and 26b when the magnetic bearing is not operating.

図1に示すターボ分子ポンプ1は、回転翼30bと固定翼22とで構成されるターボポンプ段と、回転円筒部32とネジステータ24とで構成されるドラッグポンプ段(ネジ溝ポンプ)とを有している。なお、ここではネジステータ24側にネジ溝が形成されているが、回転円筒部32側にネジ溝を形成しても構わない。アルミ合金製のロータ30には複数段の回転翼30bが形成されている。複数段の固定翼22は、軸方向に対して回転翼30bと交互に配置されている。各固定翼22は、スペーサリング23を介してベース20上に載置される。ポンプケーシング21の固定フランジ21cをボルトによりベース20に固定すると、積層されたスペーサリング23がベース20とポンプケーシング21との間に挟持され、固定翼22が位置決めされる。   The turbo molecular pump 1 shown in FIG. 1 has a turbo pump stage composed of a rotating blade 30b and a fixed blade 22, and a drag pump stage (thread groove pump) composed of a rotating cylindrical portion 32 and a screw stator 24. doing. Here, a screw groove is formed on the screw stator 24 side, but a screw groove may be formed on the rotating cylindrical portion 32 side. The rotor 30 made of aluminum alloy is formed with a plurality of stages of rotating blades 30b. The plurality of stages of fixed blades 22 are alternately arranged with the rotary blades 30b in the axial direction. Each fixed wing 22 is placed on the base 20 via the spacer ring 23. When the fixing flange 21c of the pump casing 21 is fixed to the base 20 with a bolt, the stacked spacer ring 23 is sandwiched between the base 20 and the pump casing 21, and the fixed blade 22 is positioned.

ロータ30の軸方向下端にはリング部30aが形成されており、上述した回転円筒部32は、その上端部分がリング部30aに外挿されるように接着接合される。回転円筒部32の外周側には固定側のドラッグポンプ段であるネジステータ24が設けられている。ネジステータ24は、回転円筒部32との間に所定のギャップが形成されるように、ベース20に取り付けられている。   A ring portion 30a is formed at the lower end in the axial direction of the rotor 30, and the rotary cylindrical portion 32 described above is bonded and bonded so that the upper end portion thereof is extrapolated to the ring portion 30a. A screw stator 24 that is a fixed-side drag pump stage is provided on the outer peripheral side of the rotating cylindrical portion 32. The screw stator 24 is attached to the base 20 so that a predetermined gap is formed between the screw stator 24 and the rotating cylindrical portion 32.

回転円筒部32には、ロータ軽量化のために比重の軽いCFRP、GFRP等の繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastics)が用いられている。繊維強化プラスチックの母材(マトリックス)としては、一般に、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂を使用することが多く、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂等も使用される。回転円筒部32とロータ30との接合構造の詳細については後述する。   For the rotating cylindrical portion 32, fiber reinforced plastics (FRP: Fiber Reinforced Plastics) such as CFRP and GFRP having a low specific gravity are used to reduce the weight of the rotor. As a base material (matrix) of fiber reinforced plastic, generally, thermosetting resin such as unsaturated polyester is often used, and epoxy resin, polyamide resin, phenol resin, and the like are also used. Details of the joint structure between the rotating cylindrical portion 32 and the rotor 30 will be described later.

ベース20には排気ポート25が設けられ、この排気ポート25にバックポンプが接続される。ロータ30を磁気浮上させつつモータ36により高速回転駆動することにより、吸気口21a側の気体分子は排気ポート25側へと排気される。   The base 20 is provided with an exhaust port 25, and a back pump is connected to the exhaust port 25. When the rotor 30 is magnetically levitated and driven at high speed by the motor 36, the gas molecules on the intake port 21a side are exhausted to the exhaust port 25 side.

図2は、回転円筒部32とロータ30との接合構造(図1の符号Aで示す部分)の第1の例を示す図である。図2(a)は、ロータ30のリング部30aの部分の拡大図であり、図2(b)はロータ30と回転円筒部32の接合部の断面を示したものである。図2(a)に示すように、リング部30aの外周面には2種類の斜め溝300,301が形成されている。図2(a)に示す例では、斜め溝300,301がリング部外周面に所定間隔で複数形成されているが、斜め溝300,301を一組だけ形成するようにしても良い。ただし、バランスの観点から、斜め溝300,301は一周にわたって等間隔に配置するのが好ましい。   FIG. 2 is a diagram illustrating a first example of a joint structure (portion indicated by a symbol A in FIG. 1) between the rotating cylindrical portion 32 and the rotor 30. FIG. 2A is an enlarged view of a portion of the ring portion 30a of the rotor 30, and FIG. 2B shows a cross section of a joint portion between the rotor 30 and the rotating cylindrical portion 32. As shown in FIG. As shown in FIG. 2A, two types of oblique grooves 300 and 301 are formed on the outer peripheral surface of the ring portion 30a. In the example shown in FIG. 2A, a plurality of oblique grooves 300 and 301 are formed at predetermined intervals on the outer peripheral surface of the ring portion, but only one set of the oblique grooves 300 and 301 may be formed. However, from the viewpoint of balance, it is preferable to arrange the oblique grooves 300 and 301 at equal intervals over one circumference.

斜め溝300と斜め溝301とは、軸方向Jに対する角度が異なっている。図2に示す例では、斜め溝300は軸方向Jに対して角度θだけ傾いている。一方、軸方向Jに対する斜め溝301の角度θ1は、θ1=−θに設定されている。回転円筒部32をリング部30aに接合する場合、回転円筒部32の接合部内周面に接着剤320を塗布し、図2(b)に示すように回転円筒部32をリング部30aに外挿する。上述したように、回転円筒部32とリング部30aとは締め代を有するはめ合いで接合され、回転円筒部32をリング部30aに外挿した際に、斜め溝300,301内に接着剤320が入り込む。   The oblique groove 300 and the oblique groove 301 have different angles with respect to the axial direction J. In the example shown in FIG. 2, the oblique groove 300 is inclined with respect to the axial direction J by an angle θ. On the other hand, the angle θ1 of the oblique groove 301 with respect to the axial direction J is set to θ1 = −θ. When the rotating cylindrical portion 32 is joined to the ring portion 30a, the adhesive 320 is applied to the inner peripheral surface of the joining portion of the rotating cylindrical portion 32, and the rotating cylindrical portion 32 is extrapolated to the ring portion 30a as shown in FIG. To do. As described above, the rotating cylindrical portion 32 and the ring portion 30a are joined with a fitting having a tightening margin, and when the rotating cylindrical portion 32 is extrapolated to the ring portion 30a, the adhesive 320 is placed in the oblique grooves 300 and 301. Enters.

接着剤320は、回転円筒部32の内周面とリング部30aの外周面との間、および溝内に分布することになり、この接着剤320によって回転円筒部32とリング部30aとが接着されることになる。なお、リング部30aの、斜め溝300,301が形成されていない領域303は、インロー部として機能するインロー部領域であり、これにより回転円筒部32とリング部30aとの同軸度の向上が図れる。   The adhesive 320 is distributed between the inner peripheral surface of the rotating cylindrical portion 32 and the outer peripheral surface of the ring portion 30a and in the groove. The adhesive 320 bonds the rotating cylindrical portion 32 and the ring portion 30a. Will be. In addition, the area | region 303 in which the diagonal grooves 300 and 301 are not formed of the ring part 30a is an inlay part area | region which functions as an inlay part, Thereby, the improvement of the coaxiality of the rotation cylindrical part 32 and the ring part 30a can be aimed at. .

斜め溝300,301の溝深さは、通常想定される寒冷地におけるマイナス温度においても、リング部30aに対して回転円筒部32が緩んだ際でも、斜め溝300,301内で硬化した接着剤がリング部30a側の斜め溝300,301内に係止されるような寸法に設定される。例えば、0.1〜0.2mmに設定される。   The groove depth of the oblique grooves 300 and 301 is such that the adhesive hardened in the oblique grooves 300 and 301 even when the rotating cylindrical portion 32 is loosened relative to the ring portion 30a even at a minus temperature in a cold region that is normally assumed. Is set so as to be locked in the oblique grooves 300 and 301 on the ring portion 30a side. For example, it is set to 0.1 to 0.2 mm.

図2に示すように、傾きの異なる斜め溝300,301を設けたことにより、低温時にリング部30aに対して回転円筒部32が緩んだ場合であっても、リング部30aに対して回転円筒部32がずれるのを防止することができる。   As shown in FIG. 2, by providing the inclined grooves 300 and 301 having different inclinations, the rotating cylinder with respect to the ring portion 30a is provided even when the rotating cylinder portion 32 is loosened with respect to the ring portion 30a at a low temperature. It is possible to prevent the portion 32 from shifting.

ここで、斜め溝300,301の各々の作用効果について説明する。接着剤320の接着強度は、アルミ合金で形成されたリング部30aに対するよりも、繊維強化プラスチックで形成された回転円筒部32に対してより強固に接着される。斜め溝300はリング部30aの下端まで形成されているため、低温時に回転円筒部32が緩んだ場合、回転円筒部32は、溝内の接着剤320が斜め溝300の溝延在方向D1のみにずれることが可能となる。すなわち、回転円筒部32は、D11方向に回転しつつ軸方向D12に移動する。一方、斜め溝300の上端は開放されておらず、リング部30aの途中で止まっている。そのため、回転円筒部32の斜め右上方向のずれ、すなわち、マイナスD11方向および、マイナスD12方向のずれは阻止される。   Here, each function and effect of the oblique grooves 300 and 301 will be described. The adhesive strength of the adhesive 320 is more strongly bonded to the rotating cylindrical portion 32 formed of fiber reinforced plastic than to the ring portion 30a formed of aluminum alloy. Since the oblique groove 300 is formed up to the lower end of the ring portion 30a, when the rotating cylindrical portion 32 is loosened at a low temperature, the rotating cylindrical portion 32 has the adhesive 320 in the groove only in the groove extending direction D1 of the oblique groove 300. It becomes possible to shift. That is, the rotating cylindrical portion 32 moves in the axial direction D12 while rotating in the D11 direction. On the other hand, the upper end of the oblique groove 300 is not opened and is stopped in the middle of the ring portion 30a. Therefore, a shift in the upper right direction of the rotating cylindrical portion 32, that is, a shift in the minus D11 direction and the minus D12 direction is prevented.

逆に、斜め溝301だけが形成されている場合には、回転円筒部32は、溝内の接着剤320が斜め溝301の溝延在方向D2のみにずれることが可能となる。すなわち、リング部30aに対して回転円筒部32が緩むと、回転円筒部32は、D11とは逆方向のD21方向に回転しつつ軸方向D12にずれることになる。   On the contrary, when only the oblique groove 301 is formed, the rotating cylindrical portion 32 allows the adhesive 320 in the groove to shift only in the groove extending direction D2 of the oblique groove 301. That is, when the rotating cylindrical portion 32 is loosened relative to the ring portion 30a, the rotating cylindrical portion 32 is displaced in the axial direction D12 while rotating in the direction D21 opposite to D11.

しかし、図2に示す例では、両方の斜め溝300,301が形成されているので、回転円筒部32が緩んだ場合であっても、D11方向のずれは斜め溝301によって阻止され、D12方向のずれは斜め溝300によって阻止される。その結果、回転円筒部32はリング部30aに対する回転ずれが阻止され、軸方向のずれも阻止されることになる。   However, in the example shown in FIG. 2, since both the oblique grooves 300 and 301 are formed, even if the rotating cylindrical portion 32 is loosened, the deviation in the D11 direction is prevented by the oblique groove 301, and the D12 direction The deviation is prevented by the oblique groove 300. As a result, the rotation cylindrical portion 32 is prevented from rotating relative to the ring portion 30a, and axial displacement is also prevented.

図3は図2に示した形態の変形例を示す図である。この変形例では、斜め溝300,301の周方向のピッチを図2の場合より小さくして、斜め溝300,301同士が交差するような溝形態としている。この場合、斜め溝の数が増すので、ずれ防止の効果がより高まる。   FIG. 3 is a diagram showing a modification of the embodiment shown in FIG. In this modification, the pitch in the circumferential direction of the oblique grooves 300 and 301 is made smaller than that in the case of FIG. 2, and the oblique grooves 300 and 301 intersect with each other. In this case, since the number of diagonal grooves increases, the effect of preventing deviation is further increased.

図4(a)は、角度の異なる2種類の溝として、斜め溝301とリング溝304とを形成した場合を示す。上述したように、斜め溝301は、回転円筒部32に対してD2方向(D21およびD12方向)のずれを許容する。しかし、リング溝304を形成したことにより、回転円筒部32の軸方向J(D12方向)のずれが阻止される。すなわち、リング部30aに対して回転円筒部32が緩んだ場合でも、回転円筒部32は回転方向および軸方向のいずれにもずれることができない。   FIG. 4A shows a case where an oblique groove 301 and a ring groove 304 are formed as two types of grooves having different angles. As described above, the oblique groove 301 allows a shift in the D2 direction (D21 and D12 directions) with respect to the rotating cylindrical portion 32. However, since the ring groove 304 is formed, displacement of the rotating cylindrical portion 32 in the axial direction J (D12 direction) is prevented. That is, even when the rotating cylindrical portion 32 is loosened relative to the ring portion 30a, the rotating cylindrical portion 32 cannot be displaced in either the rotational direction or the axial direction.

さらに、図4(b)に示す例では、図4(a)の斜め溝301の角度を90度とした場合であり、リング溝304と軸方向に延在する溝305とを形成した。この場合、溝305によって、回転円筒部32の回転方向のずれが阻止され、リング溝304によって軸方向のずれが阻止される。   Further, in the example shown in FIG. 4B, the angle of the oblique groove 301 in FIG. 4A is 90 degrees, and the ring groove 304 and the groove 305 extending in the axial direction are formed. In this case, the groove 305 prevents the rotational cylindrical portion 32 from shifting in the rotational direction, and the ring groove 304 prevents axial displacement.

図5は、接合構造の第2の例を示す図である。第2の例では、接着剤320が充填される溝を一種類の斜め溝で構成し、その斜め溝の形状をらせん溝(ネジ溝)とした。図5(a)に示す例では、らせん溝は等リードのネジ溝306で形成され、図5(b)に示す例では、らせん溝は可変リードのネジ溝307で形成されている。   FIG. 5 is a diagram illustrating a second example of the bonding structure. In the second example, the groove filled with the adhesive 320 is constituted by one kind of oblique groove, and the shape of the oblique groove is a spiral groove (screw groove). In the example shown in FIG. 5A, the spiral groove is formed by an equal lead screw groove 306, and in the example shown in FIG. 5B, the spiral groove is formed by a variable lead screw groove 307.

図5(a)に示す構成の場合、等リードのネジ溝306が形成されている溝形成領域308の軸方向両端には、溝が形成されていないインロー部領域303a,303bが形成されている。すなわち、ネジ溝306の上端および下端は、図4に示す斜め溝301の下端のように開放されておらず、溝のない領域(インロー部領域303a,303b)に接している。その結果、溝内の接着剤320は回転方向のずれも軸方向のずれもネジ溝306によって阻止される。その結果、ネジ溝306内の接着剤320に固着されている回転円筒部32は、リング部30aに対して軸方向にも回転方向にもずれることができない。   In the case of the configuration shown in FIG. 5A, inlay portion regions 303a and 303b in which no groove is formed are formed at both ends in the axial direction of the groove forming region 308 in which the thread groove 306 of the equal lead is formed. . That is, the upper end and the lower end of the screw groove 306 are not opened like the lower end of the oblique groove 301 shown in FIG. 4 and are in contact with the groove-free regions (inlay portion regions 303a and 303b). As a result, the adhesive 320 in the groove is blocked by the screw groove 306 in both the rotational direction and the axial direction. As a result, the rotating cylindrical portion 32 fixed to the adhesive 320 in the thread groove 306 cannot be displaced in the axial direction or the rotational direction with respect to the ring portion 30a.

一方、図5(b)に示す可変リードのネジ溝307の場合には、ネジ溝307の傾きが変化しているため、結果的には、図2に示す2種類の斜め溝を設けた場合と同様の効果を奏する。すなわち、一つのネジ溝307によって、回転円筒部32は回転方向および軸方向のずれが阻止される。そのため、図5(b)の場合には、同軸度を出すためのインロー部領域303は、可変リードのネジ溝307が形成された溝形成領域308の一方の側にのみ形成されている。   On the other hand, in the case of the thread groove 307 of the variable lead shown in FIG. 5B, since the inclination of the thread groove 307 changes, as a result, the two types of oblique grooves shown in FIG. 2 are provided. Has the same effect as. In other words, the single cylindrical groove 307 prevents the rotating cylindrical portion 32 from shifting in the rotational direction and the axial direction. Therefore, in the case of FIG. 5B, the inlay portion region 303 for providing the coaxiality is formed only on one side of the groove forming region 308 in which the thread groove 307 of the variable lead is formed.

図6は、接合構造の第3の例を示す図である。図6(a)は接合部を示す図であり、図6(b)は、C−C断面図である。第3の例では、リング部30aに一種類の斜め溝309を複数形成するようにした。図6(b)に示すように、斜め溝309は、溝延在方向の下端が開放状態となっているが、上端から下端にかけて溝深さが浅くなっている。すなわち、溝内の固化した接着剤320は、斜め溝309の上端が途中で途切れているので溝延在方向の斜め上方向にずれることができず、一方、溝深さが下端に近づくほど浅くなっているので、溝延在方向の斜め下方向にもずれることができない。そのため、このような構成とすることで、リング部30aに対して回転円筒部32が緩んだ場合でも、回転円筒部32にはずれることがない。   FIG. 6 is a diagram illustrating a third example of the bonding structure. Fig.6 (a) is a figure which shows a junction part, FIG.6 (b) is CC sectional drawing. In the third example, a plurality of one type of oblique grooves 309 are formed in the ring portion 30a. As shown in FIG. 6B, the oblique groove 309 has an open lower end in the groove extending direction, but has a shallow groove depth from the upper end to the lower end. That is, the solidified adhesive 320 in the groove cannot be shifted obliquely upward in the groove extending direction because the upper end of the oblique groove 309 is interrupted in the middle, whereas the groove depth becomes shallower as the groove depth approaches the lower end. Therefore, it cannot be shifted obliquely downward in the groove extending direction. Therefore, by adopting such a configuration, even when the rotating cylindrical portion 32 is loosened with respect to the ring portion 30a, the rotating cylindrical portion 32 is not detached.

なお、図6に示す例では、斜め溝309を複数設けているが一つであってもずれ防止効果を有する。   In the example shown in FIG. 6, a plurality of oblique grooves 309 are provided, but even one has an effect of preventing deviation.

図7は、接合構造の第4の例を示す図である。図7(a)は接合部を示す図であり、図7(b)は、E−E断面図である。第4の例では、リング部30aの周方向に、軸方向に水平な円弧状の溝310を複数配置した。各溝310は、軸方向に直交する面310a,310b、軸方向に延在する面310c、310dを有している。そのため、溝内の固化した接着剤320は、軸方向のずれが面310a,310bによって阻止され、かつ、周方向のずれが面310c、310dによって阻止される。その結果、接着剤320に固着している回転円筒部32は、リング部30aに対して軸方向にも周方向(回転方向)にもずれることができない。   FIG. 7 is a diagram illustrating a fourth example of the bonding structure. Fig.7 (a) is a figure which shows a junction part, FIG.7 (b) is EE sectional drawing. In the fourth example, a plurality of arc-shaped grooves 310 that are horizontal in the axial direction are arranged in the circumferential direction of the ring portion 30a. Each groove 310 has surfaces 310a and 310b orthogonal to the axial direction and surfaces 310c and 310d extending in the axial direction. Therefore, the solidified adhesive 320 in the groove is prevented from being displaced in the axial direction by the surfaces 310a and 310b, and is prevented from being displaced in the circumferential direction by the surfaces 310c and 310d. As a result, the rotating cylindrical portion 32 fixed to the adhesive 320 cannot be displaced in the axial direction or the circumferential direction (rotating direction) with respect to the ring portion 30a.

なお、図7に示した例では、円弧状の溝310を複数設けたが、一つであっても同様の効果を奏する。   In the example shown in FIG. 7, a plurality of arc-shaped grooves 310 are provided, but the same effect can be obtained even if one is provided.

以上説明したように、本実施の形態では、ロータ30の軸方向一端に形成されたリング部30aに外挿されるように接着された繊維強化プラスチックの回転円筒部32を備えるターボ分子ポンプにおいて、リング部30a側の接着部であるリング部30aの外周面には、接着剤320が充填される溝が、図2の斜め溝300,301や、図7の溝310のように少なくとも一つ形成されている。そのため、固化して回転円筒部32に固着した接着剤320が溝内に入り込んでいるため、低温時に回転円筒部32が緩むようなことがあっても、リング部30aに対して回転円筒部32がずれることがない。   As described above, in the present embodiment, in the turbo molecular pump including the rotating cylindrical portion 32 of fiber reinforced plastic bonded so as to be extrapolated to the ring portion 30a formed at one end of the rotor 30 in the axial direction, At least one groove filled with the adhesive 320 is formed on the outer peripheral surface of the ring portion 30a, which is an adhesive portion on the side of the portion 30a, like the oblique grooves 300 and 301 in FIG. 2 and the groove 310 in FIG. ing. Therefore, since the adhesive 320 solidified and fixed to the rotating cylindrical portion 32 has entered the groove, even if the rotating cylindrical portion 32 may be loosened at a low temperature, the rotating cylindrical portion 32 with respect to the ring portion 30a. There is no slippage.

例えば、図2〜4に示すように軸方向Jに対して角度の異なる2種類の溝をリング部30aに形成することで、回転円筒部32のずれを防止することができる。   For example, as shown in FIGS. 2 to 4, by forming two types of grooves having different angles with respect to the axial direction J in the ring portion 30 a, it is possible to prevent the rotation cylindrical portion 32 from being displaced.

また、図5に示すように、斜め溝であるネジ溝306が形成される溝形成領域308の軸方向両端に接してインロー部領域303a,303bを設けることにより、すなわち、インロー部領域303a,303bに挟まれた溝形成領域308にネジ溝306を形成することで、ネジ溝306は両止まりの溝となる。そのため、ネジ溝306内において接着剤320はずれることができず、その結果、接着剤320に固着している回転円筒部32はずれが防止される。   Further, as shown in FIG. 5, by providing the inlay portion regions 303a and 303b in contact with both axial ends of the groove forming region 308 in which the screw grooves 306 that are oblique grooves are formed, that is, the inlay portion regions 303a and 303b. By forming the screw groove 306 in the groove forming region 308 sandwiched between the two, the screw groove 306 becomes a double-ended groove. Therefore, the adhesive 320 cannot be removed in the screw groove 306, and as a result, the rotating cylindrical portion 32 fixed to the adhesive 320 is prevented from shifting.

さらにまた、図6に示すように、斜め溝309は、溝の延在方向の一端から他端にかけて溝深さが減少するように形成された斜め溝であり、溝の深い一端側であって溝形成領域308の軸方向に接してインロー部領域303を設けるようにしても良い。その結果、回転円筒部32の軸方向下側へのずれは、溝深さが下側ほど浅くなっていることから防止される。また、インロー部領域303によって斜め溝309がそこで切れているため、回転円筒部32の軸方向上側へのずれは、切れている部分の溝端面によって阻止される。   Furthermore, as shown in FIG. 6, the oblique groove 309 is an oblique groove formed so that the groove depth decreases from one end to the other end in the extending direction of the groove, The inlay portion region 303 may be provided in contact with the groove forming region 308 in the axial direction. As a result, the downward displacement of the rotating cylindrical portion 32 in the axial direction is prevented because the groove depth becomes shallower on the lower side. Further, since the oblique groove 309 is cut there by the inlay part region 303, the axial displacement of the rotating cylindrical part 32 is prevented by the groove end surface of the cut part.

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。   The above description is merely an example, and when interpreting the invention, there is no limitation or restriction on the correspondence between the items described in the above embodiment and the items described in the claims.

1:ターボ分子ポンプ、22:固定翼、24:ネジステータ、30:ロータ、30a:リング部、30b:回転翼、31:シャフト、32:回転円筒部、300,301,309:斜め溝、303,303a,303b:インロー部領域、304:リング溝、305,310:溝、306,307:ネジ溝、308:溝形成領域、320:接着剤   1: turbo molecular pump, 22: fixed blade, 24: screw stator, 30: rotor, 30a: ring portion, 30b: rotating blade, 31: shaft, 32: rotating cylindrical portion, 300, 301, 309: oblique groove, 303, 303a, 303b: Inlay region, 304: Ring groove, 305, 310: Groove, 306, 307: Screw groove, 308: Groove formation region, 320: Adhesive

Claims (5)

複数段の回転翼が形成されるとともに、軸方向一端にリング部が形成された金属製のロータと、
前記回転翼に対して軸方向に交互に配置された複数段の固定翼と、
繊維強化プラスチックで形成され、前記リング部に外挿されるように接着された回転円筒部と、
前記回転円筒部の外周側に隙間を介して配置された固定円筒部と、を備え、
前記リング部の接着部には、接着剤が充填され、前記回転円筒部のずれを阻止するための溝が少なくとも一つ形成されていることを特徴とするターボ分子ポンプ。
A metal rotor in which a multi-stage rotor blade is formed and a ring portion is formed at one end in the axial direction;
A plurality of stages of stationary blades alternately arranged in the axial direction with respect to the rotor blades;
A rotating cylindrical portion formed of fiber reinforced plastic and bonded to be extrapolated to the ring portion;
A fixed cylindrical portion disposed on the outer peripheral side of the rotating cylindrical portion via a gap,
The turbo molecular pump according to claim 1, wherein an adhesive is filled in an adhesive portion of the ring portion, and at least one groove for preventing displacement of the rotating cylindrical portion is formed.
請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記リング部には、軸方向に対して角度の異なる2種類の前記溝が形成されていることを特徴とするターボ分子ポンプ。
The turbo-molecular pump according to claim 1,
The turbo molecular pump according to claim 1, wherein the ring portion is formed with two kinds of grooves having different angles with respect to an axial direction.
請求項2に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記2種類の溝の一方は、前記リング部を一周するリング溝であることを特徴とするターボ分子ポンプ。
The turbo-molecular pump according to claim 2,
One of the two types of grooves is a ring groove that goes around the ring portion.
請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記溝は軸方向に対して傾いた斜め溝であり、
前記リング部は、
前記斜め溝が形成された溝形成領域と、
前記溝形成領域の軸方向両端に接してそれぞれ設けられ、前記回転円筒部に対するインロー部として機能するインロー部領域と、を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
The turbo-molecular pump according to claim 1,
The groove is an oblique groove inclined with respect to the axial direction;
The ring part is
A groove forming region in which the oblique grooves are formed;
A turbo molecular pump comprising: an inlay portion region provided in contact with both axial ends of the groove forming region and functioning as an inlay portion with respect to the rotating cylindrical portion.
請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記溝は軸方向に対して傾いているとともに、該溝の延在方向の一端から他端にかけて溝深さが減少するように形成された斜め溝であり、
前記リング部は、
前記斜め溝が形成された溝形成領域と、
前記斜め溝の前記一端側であって前記溝形成領域の軸方向に接して設けられ、前記回転円筒部に対するインロー部として機能するインロー部領域と、を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
The turbo-molecular pump according to claim 1,
The groove is inclined with respect to the axial direction, and is an oblique groove formed so that the groove depth decreases from one end to the other end in the extending direction of the groove,
The ring part is
A groove forming region in which the oblique grooves are formed;
A turbo molecular pump comprising: an inlay portion region which is provided on the one end side of the oblique groove and is in contact with an axial direction of the groove forming region and functions as an inlay portion with respect to the rotating cylindrical portion.
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